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RISCOS AMBIENTAIS EM ATERROS DE
RESÍDUOS SÓLIDOS COM ÊNFASE NA
EMISSÃO DE GASES
Cláudio Fernando Mahler
José Luiz Gerlach Real
COPPE/UFRJ – Rio de Janeiro - Brasil
ISWA 2005
Buenos Aires, Argentina
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Este trabalho, um estudo de caso num município
brasileiro de pequeno porte, objetivou identificar os
riscos ambientais derivados da disposição de Resíduos
Sólidos Urbanos - RSU, apoiado na geotecnia (solo de
cobertura), na identificação da emissão de gases, e na
identificação do estado da saúde pública no entorno do
aterro.
Objetivos
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Relevância do trabalho:
Perfil dos Municípios Brasileiros (IBGE, 2002) –13/05/2005
(1) Dos 5.560 municípios brasileiros, 1.224 (22%) informaram
ocorrência de poluição do ar freqüente e impactante.(abrigam 49%
da população – 85 milhões de pessoas nessa condição em 2002).
(2) Desses, 218 (18%) têm problemas derivados dos gases que
provocam os “odores dos lixões” (H2S e outros);
(3) Os problemas se concentram em municípios com menores
quantidades de lixo coletado (65% até 100 t/dia);
(4) Cerca de 33% deles (72) enviam resíduos tóxicos para os lixões
no próprio município.
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•Resíduos sólidos urbanos e geotecnia:
Questões relacionadas aos resíduos sólidos e a
engenharia geotécnica, principalmente quanto aos
fatores que resultam em impactos ao meio
ambiente e à vida humana.
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•Riscos:
Apresentação dos conceitos relacionados aos
RSU que permitem caracterizar, quantificar e
avaliar os riscos decorrentes da exposição aos
RSU, no que tange aos gases emanados nos
aterros.
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•Biogás:
Apresentação dos fatores inerentes à geração de
biogás nos aterros de RSU, relacionados à sua
emissão para a atmosfera bem como os que visam
minimizá-la mediante a aplicação de camadas de
solos de cobertura.
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•Saúde de populações vizinhas a aterros:
Identificação de pesquisas e resultados que
fundamentam a análise da influência de aterros
inadequados de RSU na saúde das populações
residentes no seu entorno.
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•Saúde de populações vizinhas a áreas
impactadas e/ou contaminadas
Destaque-se trabalho recente de RIBEIRO (2003)
analisando e avaliando a influência da poluição
do ar na saúde da população infantil na zona
metropolitana de São Paulo, em duas épocas,
1986 e 1998.
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Metodologia elaborada pela Organização Mundial da
Saúde, Avaliação de Riscos à Saúde Humana por
Exposição a Aterros de RSU, (OMS, 2000):
–Diretrizes para avaliação da exposição;
– Sistema para avaliação da exposição – etapas:
1) Caracterização do sítio;
2) Caracterização dos receptores;
3) Caracterização dos caminhos de exposição;
4) Determinação da concentração dos contaminantes;
5) Estimativas de exposição.
Metodologia
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Etapas na avaliação de exposições humanas a
sítios de disposição de resíduos
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Etapas na avaliação de exposições humanas a
sítios de disposição de resíduos
?
3 - Metodologia
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Meio Ambiente Econômico:
Atividades econômicas: industriais, agrícolas,
comerciais, institucionais Meio Ambiente Físico:
Geologia, hidrogeologia e hidrologia
Meio Ambiente Social
Uso do solo e da água, sócio-
demografia
Sítio e RSU:
Natureza e quantidade de RSU;
Caracterização do aterro:
construção, operação e monitoração
Contaminantes
de interesse:
Emissão,
concentração
Exposição
Exposição humana a sítios de disposição de RSU
3 - Metodologia
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Estudo de Caso - Paracambi
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4- Estudo de Caso: Paracambi Vista aérea
Apresenta alto índice de
morbidade da população
(CIDE, 200
Localização: RMRJ
População: 40.475 habitantes
Área: 179,8 km2
Atividades econômicas:
produção agrícola e industrias
de transformação
Clima: Tropical Quente
LIXÃO
Cemitério
Rio dos
Macacos
Centro
Lages
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Localização do Lixão
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Vista aérea do aterro
Disposição do lixo no aterro
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Residências mais próximas
O entorno do lixão
Ferrovia e residências
Futebol – lixão – cemitério
Roupas expostas às poeiras do lixão (50 m)
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Composição gravimétrica - RSU de Paracambi
(Silveira, 2004)
Caracterização do Lixão
IQA = Índice de Qualidade do
Aterro (Faria, 2002)
Aterro Paracambi = 2,57
Quantidade: 10.000 t/ ano
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Hipóteses consideradas no
estudo de caso
1. A atuação da camada de solo de cobertura dos
aterros de RSU na minimização das emissões
gasosas é efetiva;
2. A saúde das populações vizinhas aos aterros
de RSU é afetada de maneira significativa,
quando a disposição de lixo urbano é
inadequada.
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1 - Investigação geotécnica
Caracterização geotécnica do solo:
• Sondagens SPT;
• Ensaios para a determinação da
permeabilidade em laboratório e
campo, utilizando-se permeâmetro
Guelph;
• Ensaios de caracterização física e
testes de coluna em laboratório.
Preparo e medições com o Guelph
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0.001 0.01 0.1 1 10 100
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PO
RC
EN
TA
GE
M P
AS
SA
ND
O
0
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20
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70
80
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PO
RC
EN
TA
GE
M R
ET
IDA
270 200 100 60 40 30 20 10 4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3
FINA MÉDIA GROSSASILTE
PEDREGULHOAREIAFINO MÉDIO GROSSOARGILAABNT
PENEIRAS:
SOLO DE COBERTURA DO ATERRO
Curva granulométrica do
solo de cobertura do
aterro
0.001 0.01 0.1 1 10 100
DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100P
OR
CE
NT
AG
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PA
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0
10
20
30
40
50
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80
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100
PO
RC
EN
TA
GE
M R
ET
IDA
270 200 100 60 40 30 20 10 4 3/8 1/2 3/4 1 11/2 2 3
FINA MÉDIA GROSSASILTE
PEDREGULHOAREIAFINO MÉDIO GROSSOARGILAABNT
PENEIRAS:
Curvas Granulométricas: camadas 1, 2 e 3 (poço 1)
CAMADA 1
CAMADA 2
CAMADA 3
Curvas granulométricas
dos solos abaixo do aterro
Solo silte-areno-
argiloso, bem graduado
Mais argila no solo
natural
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k = 4,27 x 10-4 cm/s
k = 5,97 x 10-4 cm/s
k = 1,28 x 10-3 cm/s
Permeabilidade dos solos do aterro
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Resultados dos limites de Atterberg
Solo de cobertura
Solo da base do
aterro
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2 – Investigação dos contaminantes de interesse
- Número de campanhas realizadas: 4
- Contaminantes de interesse investigados:
• Metano (CH4) – gás de efeito estufa: geração de energia
• Gás sulfídrico (H2S) – gás odorífero emanado pelos aterros
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Vista geral do aterro com as estações A, B e C
A
B
C
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Cossu et al, 1997, Fécil et al, 2003,
Bowly, 2003, Maciel, 2003.
Mahler et al, 1997, 2005
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Colocação de brita Montagem do DMPC
Cenário com furo preparado Dreno instalado
Preparação para medições
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Estações prontas com drenos
Medições de biogás no aterro de Paracambi
Visualização da pressão do biogás
Coleta do biogás com seringa
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Detalhe construtivo dos
drenos
Equipamentos e dispositivos utilizados
DRÄGER SAFETY • CURSO DE FORMAÇÃO DO MINIWARN
ABRIL, 2004 • 4/79
Alarme visual
Display gráfico
Teclado de 3 botões
CONHECENDO O MINIWARNCOMPONENTES FRONTAIS DO MINIWARNMonitor de gases
E mais:
1.Cap para medição de
pressão e temperatura;
2.Termômetro;
3.Cronômetro;
4. Mangueiras
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32
Análises, Resultados e Discussão
1 - Análise cromatográfica dos gases coletados no aterro
Para identificar a composição do biogás gerado
A análise dos gases coletados em 7 pontos de drenagem, com
exceção de 2 pontos (PB-1:00 e PC-5:00), indicou que o biogás
contém mais de 65% de metano.
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Fonte:Tchobanoglous et al, 1993
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Análises, Resultados e Discussão
2 – Volume dos gases gerados no aterro
O volume de gases (metano) gerados no aterro foi
estimado usando- se dois métodos diferentes:
A. Modelo Scholl-Canyon, sugerido pela
metodologia do Banco Mundial;
B. Metodologia proposta por LIMA (2002), utilizada
para processos de biorremediação de lixões, portanto
um processo acelerado de biodegradação.
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Equação do modelo Scholl-Canyon
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Análises, Resultados e Discussão
2 – Volume dos gases gerados no aterro
A - Resultados derivados do Modelo Scholl-Canyon:
Premissa:
Existe uma taxa de decomposição de material biodegradável no aterro
constante ao longo do tempo.
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Aplicação da metodologia para cálculo da geração de metano para o
estudo de caso de Paracambi – conforme LIMA (2002)
Premissa:
Bactérias anaeróbias aceleram a decomposição do material orgânico biodegradável.
FD – facilmente degradável; MD – moderadamente;
DD – dificilmente; ND – não degradáveis
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FD tem tempo de
bioestabilização
de 4 anos;
MD tem 10 anos.
DD até 100 anos,
portanto não
considerados nos
cálculos.
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Análises, Resultados e Discussão
2 – Volume dos gases gerados no aterro
B- Resultados derivados da metodologia de LIMA:
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Análises, Resultados e Discussão
2 – Volume dos gases gerados no aterro
C - Comparação dos resultados dos 2 modelos:
Em termos de médias anuais de geração de metano:
Modelo Volume Médio CH4
m3/ ano
Volume total gerado
10 anos (m3)
Scholl - Canyon 27.000 2.028.000
Lima 370.000 3.699.950
Lima: + 82% (!?)
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Investigação Epidemiológica Método de investigação usado:
Estudo Caso-Controle simplificado – investigação do estado de saúde da população infantil nas escolas e localização do bairro destas escolas em relação ao lixão.
Grupo sensível investigado: Crianças de 7 a 13 anos
Estudantes de escolas municipais situadas em diversos bairros, localizados a distâncias variadas do aterro;
Ferramenta de pesquisa:
Questionário da Divisão de Doenças Pulmonares do Instituto Nacional do Coração, Pulmão e do Sangue dos EUA. (In: RIBEIRO et al, 2003).
Questionários aplicados: Desejados: 150 / Efetuados: 50
Ferramenta de análise estatística: SPSS for Windows
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Investigação Epidemiológica
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Localização do lixão e principais escolas
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47
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Exemplos de Relatórios do SPSS
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Quanto aos agrupamentos que representam o estado de saúde
dos indivíduos pesquisados destacam-se:
-Tosse: 45% das crianças apresentam tosse sem estarem resfriadas
Com exceção do bairro Centro, onde predomina tosse somente
quando resfriadas, em todos os outros quatro bairros as crianças
apresentam percentuais significativos de tosse sem estarem
resfriadas. No entanto, não é uma tosse do tipo de tempo inteiro;
- Congestão ou/e catarro: Dentro da normalidade. Somente cerca
de 3% apresenta congestionamento e catarro na maior parte dos
dias. Não há predominância de nenhum bairro. No entanto, sem
predominância de bairro, 30% informou que tem ataques crescentes
de tosse, peito congestionado ou catarro, durando por uma semana
ou mais a cada ano;
Principais resultados da Pesquisa
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- Chiado: Aproximadamente 20% dos entrevistados informou que,
mesmo fora dos resfriados comuns, o peito chia ou assobia. Cerca de
31% informou ter ataques de chiado após brincar muito ou fazer
exercícios;
- Doenças do tórax: Os resultados indicam baixa incidência de doenças
desse tipo;
- Outras doenças: Os resultados indicam um quadro normal,
predominando os casos de sarampo, bronquite, pneumonia e tosse
comprida, infecções de ouvido, mas com índices baixos, não havendo
destaques preocupantes, percentualmente;
- Alergia: Destaque-se uma tendência a reações alérgicas a pólen ou
poeiras, com 41,2% dos entrevistados, mas sem predomínio em
nenhum dos bairros analisados.
Principais resultados da Pesquisa
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Conclusões
Quanto à Atuação da Cobertura do Aterro:
- A camada do solo de cobertura dos lixões, construída sem
nenhuma técnica, muito irregular e misturada com lixo, não
permite montagens adequadas dos drenos e realização de medições
conclusivas referentes a sua atuação na minimização das emissões
de biogás;
- Considerando-se a disposição inadequada dos resíduos,
observou-se que os taludes do aterro ficam descobertos e, por ali,
através de processo advectivo-difusivo, predomina a emissão de
gases;
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Quanto aos Aspectos Epidemiológicos :
- Dentro das hipóteses formuladas, e especificamente a de
examinar os possíveis impactos no estado da saúde das
populações vizinhas a aterros de resíduos sólidos, concluiu-se
pela não existência de evidências que confirmem esta hipótese;
- Ainda que a linha de pesquisa utilizada tenha sido prática, em
vista do uso do ambiente escolar para obter informações sobre
a saúde da população, a representatividade da sua localização
geográfica em relação ao aterro de resíduos sólidos é muito
importante. Portanto, é sugerido para novos estudos que a
aplicação dos questionários seja domiciliar.